[发明专利]一种利用天平反馈信号控制补料的装置和方法

说明书

本发明公开了一种利用天平反馈信号控制补料的装置和方法，所述装置包括可调速蠕动泵，补料瓶，电子天平和控制装置，所述可调速蠕动泵的软管一头连接发酵罐，一头连接补料瓶，所述补料瓶放置在电子天平上，所述控制装置分别连接电子天平和可调速蠕动泵。本发明解决了小型发酵罐使用蠕动泵补料误差大的问题，补料控制精度高，有利于生产的稳定、产量的提高和工艺研发，结构组成简单，不影响无菌性，可实施性高。

技术领域

本发明涉及微生物发酵技术领域，具体涉及一种发酵罐的补料装置和方法。

背景技术

补料一直是发酵的一个关键控制点，补料的精度直接关系到发酵的产量，小型发酵罐一般使用蠕动泵，通过控制蠕动泵的启停时间进行补料，后来改进成使用可调节速率的蠕动泵进行补料。

蠕动泵是通过挤压软管产生压力差将料液加入发酵罐，软管和料液可以一起灭菌，保证了无菌性，但是在连续运行之后，软管由于受到挤压产生变形使得补料流速的偏差越来越大，蠕动泵本身只是一个执行机构，不具备检测功能，便也无法修正这些偏差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种精确控制补料的装置和方法

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种利用天平反馈信号控制补料的装置，其特征在于包括可调速蠕动泵，补料瓶，电子天平和控制装置，所述可调速蠕动泵的软管一头连接发酵罐，一头连接补料瓶，所述补料瓶放置在电子天平上，所述控制装置分别连接电子天平和可调速蠕动泵。

优选地，所述控制装置包括PLC，RS485通讯模块和模拟量输出模块，所述PLC分别连接RS485通讯模块和模拟量输出模块，所述RS485通讯模块连接电子天平，所述模拟量输出模块连接可调速蠕动泵。

一种利用天平反馈信号控制补料的方法，其特征在于包括如下步骤：

利用天平采集空的补料瓶重量数据y和含料液的补料瓶重量数据Ga；

对重量数据Ga进行校正Gb＝Ga*k+x，其中，x、k分别是天平砝码重量与测量值直线方程的原点和斜率；

计算料液重量G＝Gb-y；

当采用脉冲流加补料时，设定每个脉冲周期的补料量Gset，当蠕动泵打开时，记录当前料液重量G1，流加过程以10ms的周期循环计算当前流加的总量G2＝G1-G，当G2等于设定的单个脉冲周期总量时，蠕动泵立刻停止补料，直到下个脉冲周期开始；当采用连续流加补料时，设定蠕动泵的速率Fset，蠕动泵的最大流速为Fmax，控制蠕动泵的调速输出百分比Fout1＝Fset/Fmax。

本发明解决了小型发酵罐使用蠕动泵补料误差大的问题，补料控制精度高，有利于生产的稳定、产量的提高和工艺研发，结构组成简单，不影响无菌性，只需在现有结构(如图1所示)基础上增加很少的费用即可实现，可实施性高。

附图说明

图1是现有技术结构示意图；

图2是本发明结构示意图。

具体实施方式